GND - Ege MYO-İZKA
Transkript
GND - Ege MYO-İZKA
İLERI MIKRODENETLEYICILER Ege Üniversitesi Ege MYO Mekatronik Programı BÖLÜM 4 Motor Denetimi Adım (Step) Motorunun Yapısı Adım Motorlar elektrik vurularını düzgün mekanik harekete dönüştüren elektromekanik aygıtlardır. Motor iki kısımdan oluşur, sabit kısım elektromıknatıs olan stator ve hareketli kısım sabit mıknatıs olan rotordur. Statorda yer alan kutup sargılarına uygun sırada verilen vurular sabit mıknatıs olan rotorun üretim sırasında belirlenmiş adım kadar hareket etmesini sağlar. Adım Motorun Kesiti Adım Motorunun Yapısı • • • • • Statörde birden fazala kutup yer alır, her kutup üzerinda birden fazla iz yapılabilir bu izlerin hepsi aynı kutba N veya S mıknatışlanır. Rotorda kutuplarda yer alan her ize karşılık bir şerit mıknatıs karşılık gelir. Şerit mıknatıslar bir N bir S olacak şekilde yan yana dizilir ve sıkıca paketlenir. Bu izlerin genişliği adım motorunun bir adımda tarayacağı açıyı belirler. Adım motorları 0.9° -13 ° aralığında üretilirler. Unipolar, Bipolar ve Değişken Relüktanslı olmak üzere 3 değişik türü vardır. Adım Motoru Neden Kullanılır Avantajları • Dönme açısı girişine uygulanan vuru ile doğru orantılı olarak değişir. • Sargılar enerjili olduğu sürece motor tam torktadır. • Hassas hareket edebilir, hata oranı bir adımın %3-5 değerindedir. Bir sonraki adıma bu hata aktarılmaz. • Başlatmaya durdurmaya ve ters döndürmeye hızlı yanıt verir. • Fırça kullanılmadığı için tamir bakım gerektirmeden yıllarca kullanılabilir. • Açık döngü denetimi yeterli olduğu için denetim devresi basit ve ucuzdur. • Doğrudan motor miline bağlanmış yüklerde bile çok yavaş hızlarda doğru çalışabilir. Dezavantajları • Yüksek hızlarda kullanılamaz • Denetimi düzgün yapılmadığında rezonansa girer. Bipolar, VR ve Unipolar Adım Motorları • • • Bipolar motorlarda iki adet sargı bulunur ve 4 uçludurlar, sargılar üzerinden iki yönde akım geçer. VR adım motorları Asenkron motora benzer ve 3 adet sargısı vardır, sargılar üzerinde çift yönlü akım geçer, rotorun pozisyonu bir sonraki hareket için önemlidir. Unipolar adım motorları 4 adet sargıdan oluşur. Sargılardan tek yönde akım geçer. Bipolar VR Unipolar Adım Motorun Sürülmesi Unipolar Adım motorunun Sürülmesi A1 1 GND 2 GND A3 B1 B3 A2/B2 GND + GND + 3 GND GND + 4 GND GND Bipolar Adım motorunun Sürülmesi A1 A3 B1 B3 1 GND + + GND 2 GND + GND + 3 + GND GND + 4 + GND + GND + 5, 6 ve 8 uçlu unipolar motor motor bağlantıları ULN2003 ile Unipolar Step Motorun Sürülmesi L293D ile Step Motorun Sürülmesi 2803 ile Sürücü Devresi ULN2803 ULN2803 U3 I N0 I N1 I N2 I N3 I N4 I N5 I N6 I N7 +V R6 R7 R8 R9 R 10 R 11 R 12 R 13 4K7 1 4K7 2 4K7 3 4K7 4 4K7 5 4K7 6 4K7 7 4K7 8 10 I N1 I N2 I N3 I N4 I N5 I N6 I N7 I N8 D I OD E OU T 1 OU T 2 OU T 3 OU T 4 OU T 5 OU T 6 OU T 7 OU T 8 ULN 2803 18 17 16 15 14 13 12 11 K 00 K 01 K 02 K 03 K 04 K 05 K 06 K 07 Tam Adımda Motor Hareketi Adım Sargı 4 Sargı 3 Sargı 2 Sargı 1 a.1 İletimde Kesimde Kesimde Kesimde a.2 Kesimde İletimde Kesimde Kesimde a.3 Kesimde Kesimde İletimde Kesimde a.4 Kesimde Kesimde Kesimde İletimde Motor Hareketi Tam Adım çalışma Yarım Adım Hızlanma ve Yavaşlama Deney 10 Adım motoru denetimi 1. 2. 3. 4. 5. Unipolar adım motoru bağlantısını ULN2803 Transistör paketini kullanarak yapın ve tam ve yarım adım örnek programları yazarak çalıştırın. Tuş takımından 1 tuşunu arttırma 2 tuşunu eksiltme tuşu olarak kullanan programı yazın ve çalıştırın. 3 tuşunu her basmada motorun yönünü değiştiren işlevi adım 2’e ekleyin ve programını yazarak çalıştırın. Zamanlayıcıyı zaman geciktirme amacıyla kesmeli modda kullanan programı adım 3’te değiştirmeleri yaparak çalıştırın. Dış kesme kaynağı 0 girişini motorun yön değiştirme girişi olarak kullanan programı yazarak çalıştırın. PWM ile Fırçalı DC Motorun Hız Denetimi PWM ile Motor Denetimi P1.0 Mantık 1 P1.1 Mantık 0 P1.2 Mantık 0 8051 µC P1.3 MOSFED Sürücüsü MOSFED Sürücüsü Moto r MOSFED Sürücüsü MOSFED Sürücüsü Köprü Tipi Sürücü ile Motor Hız Denetimi Optik Algılayıcı ile Geri besleme Akım Geri besleme ile kapalı döngü motor denetimi 8051 ADC PX.Y L293 ile motor denetimi L293 ile kapalı döngü motor hız denetimi Röle ve Röle Bağlantısı Optik Yalıtım Servo Motor Deney 11: PWM ile DA Motor Denetimi 1. 2. 3. Güç elektroniği setinizi kullanarak kapalı çevrim DA motor denetim devresini kurarak PWM ile hız denetim işlemini yapan programı yazıp çalıştırın. Devir sayısı LCD göstergede görüntülensin. 1 tuşu ile hız artsın, 2 tuşu ile azalsın 3 tuşu ile motor yönünü değiştirsin. Gelişmiş Sayıcı Birimleri - PCA • Programlanabilir Sayıcı Dizisi (PCA) birimi, MİB’den bağımsız olarak daha fazla zamanlama işlevleri sunma için tasarlanmıştır. • PCA kullanılarak daha az kodla daha hassas zamanlama yapılabilir. • PCA, 5 adet karşılaştırıcı/yakalayıcı birim dizisini besleyen bir zamanlayıcı/sayıcı ünitesinden meydana gelir PCA Birimi Harici G/Ç Ucu 16-bit sayıcı P1.2/ECI 16-bit Modül-0 P1.3/CEX0 16-bit Modül-1 P1.4/CEX1 16-bit Modül-2 P1.5/CEX2 16-bit Modül-3 P1.6/CEX3 • Gelişmiş Sayıcı Birimleri - PCA PCA biriminin ayrıntılı blok diyagramı PCA Modüllere Bağlantı Fclk perip/5 Fclk perip/2 CH CL It Taşma T0 OVF 16 Bit Aşağı/Yukarı Sayıcı P1.2 CIDL WDTE CPS1 CPSO ECF CMOD 0xD9 IDE CF CR CCF4 CCF3 CCF2 CCF1 CCF0 CCON 0xD8 Gelişmiş Sayıcı Birimleri - PCA PCA Modülleri: – 16-bit Yakalama, pozitif-kenar tetiklemeli – 16-bit Yakalama, negatif-kenar tetiklemeli – 16-bit Yakalama, hem pozitif-kenar hem de negatif-kenar tetiklemeli – 16-bit Yazılım Zamanlayıcısı – 16-bit yüksek hızlı çıkış – 8-bit Darbe Genişlik Üreteci Gelişmiş Sayıcı Birimleri - PWM • Bütün PCA modülleri PWM (Pulse Width Modulator) çıkışı olarak kullanılabilir. • PWM çıkış frekansı, CA zamanlayıcının kaynağına bağlıdır. CCAPnH Taşma CCAPnL 0 Yetki CEXn 8 Bit Karşılaştırıcı 1 CL PCA Zamanlayıcı/Sayıcı – ECOMn CAPPn CAPNn MATn TOGn PWMn ECCFn CCAPMn n=0 - 4 DAH - DEH Gelişmiş Sayıcı Birimleri – Kısır Döngü Sayacı • Kısır Döngü Sayacı (KDS) sistem güvenilirliğini arttırmak için kullanılır. • KDS gürültü, güç parazitleri ve elektrostatik deşarj tehlikelerine karşı açık sistemler için oldukça yararlıdır. • Modül-4 kısır-döngü sayacı olarak ayarlanabilecek tek PCA modülüdür. CR CF CCAPnH yazma ucu 1 CCAPnL yazma Reset ucu 0 CCAPnH Yetki – CCF3 CCF2 CCF1 CCF0 CCAPnL 16 Bit Karşılaştırıcı CH CCF4 CCON D8H PCA IT Eşit RESET CL PCA Zamanlayıcı/Sayıcı – ECOMn CAPPn CIDL WDTE – CAPNn MATn TOGn PWMn ECCFn – – CPS1 CPS0 ECF CCAPMn n=0 - 4 DAH - DEH CMOD D9H PCA ile PWM CMOD CCON